回転センサ
【課題】経年変化の影響を抑制しつつ、マグネットと回転ディスクとのギャップ管理をより簡単にできる回転センサを提供する。
【解決手段】回転センサ８は、スプール４に一体回転可能に支持されかつＮ極マグネット１４ＮとＳ極マグネット１４Ｓとが交互に隙間なく配設された多数のマグネット１４を備えた回転ディスク１０と、マグネット１４を検出するホール素子１２とからなる。ホール素子１２は第１ホール素子１２ａと第２ホール素子１２ｂの２個、それぞれ所定位置に来た対応するマグネット１４に対向するように円環状のマグネット１４の円周方向に沿って所定間隔を置いてブラケット１１に取り付けられている。
【解決手段】回転センサ８は、スプール４に一体回転可能に支持されかつＮ極マグネット１４ＮとＳ極マグネット１４Ｓとが交互に隙間なく配設された多数のマグネット１４を備えた回転ディスク１０と、マグネット１４を検出するホール素子１２とからなる。ホール素子１２は第１ホール素子１２ａと第２ホール素子１２ｂの２個、それぞれ所定位置に来た対応するマグネット１４に対向するように円環状のマグネット１４の円周方向に沿って所定間隔を置いてブラケット１１に取り付けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の回転量を検出する回転センサの技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から自動車等の車両に装備されているシートベルト装置は、車両衝突時等の緊急時に、シートベルトで乗員を拘束することにより乗員のシートからの飛び出しを阻止し、乗員を保護している。このようなシートベルト装置においては、シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタを備えている。このシートベルトリトラクタでは、シートベルトは非装着時にはスプールに巻き取られているが、装着時には引き出されて乗員に装着される。そして、前述のような緊急時にシートベルトリトラクタのロック手段が作動してスプールのベルト引出方向の回転を阻止することにより、シートベルトの引出しが阻止される。これにより、緊急時にシートベルトは乗員を拘束し、保護するようになる。
【０００３】
従来のシートベルト装置には、車両の走行状況およびシートベルト装置の使用状況等に応じて種々のベルトテンションモードが設定されているとともに、シートベルトリトラクタとしてシートベルトを巻き取るスプールをモータの動力で回転させるモータリトラクタを備えたシートベルト装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示のシートベルトリトラクタは、車両の走行状況およびシートベルト装置の使用状況等に応じて設定したベルトテンションモードのベルトテンションとなるように、コントローラが駆動手段である電動モータを駆動制御してスプールのベルト巻取りおよびベルト引出しを制御している。
【０００４】
ところで、コントローラが電動モータの駆動を制御することでスプールのベルト巻取りおよびベルト引出しを制御するためには、スプールの回転量および回転方向を検出する必要がある。そこで、スプールの回転量および回転方向を検出する回転センサとして、スプールの回転軸にこのスプールと一体回転可能に支持された回転ディスクと、マグネットと、このマグネットを検出することで回転ディスクの回転を検出するホール素子（ホールＩＣ）とからなる回転センサを備えるとともに、この回転センサにより検出されたスプールの回転量に基づいて電動モータを制御するようにしたシートベルトリトラクタが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
この特許文献２に開示の回転センサは、図７（ａ）および（ｂ）に示すように回転ディスク７０の外周縁部に沿って多数の貫通孔７１が周方向に等間隔を置いて穿設されているとともに、図７（ｃ）および（ｄ）に示すように回転ディスク７０の一面側で所定位置の貫通孔７１に対向する位置にＮ極（またはＳ極）のマグネット７２が設けられ、更に回転ディスク７０の他面側で所定位置の貫通孔７１に対向する位置にマグネット７２を検出するホール素子７３が配置されている。そして、スプールが回転するにともなって回転ディスクがベルト引出し方向αあるいはベルト巻取り方向βに回転することで、ホール素子７３は、貫通孔７１が所定位置に来たとき貫通孔７１を通してマグネット７２を検出し、また回転ディスク７０の貫通孔７１以外の部分７４が所定位置に来てマグネット７２が遮蔽されたときマグネット７２を検出しない。このホール素子７３によるマグネット７２の検出および非検出の繰返しにより、ホール素子７３が出力する電流値が周期的に変化するので、この電流値の周期的変化をカウントすることにより、スプールの回転量が検出される。
【特許文献１】特開２００５−２７１９１７号公報。
【特許文献２】特開２００５−２９７７８１号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この従来の回転センサにおいては、図８に示すようにホール素子７３のマグネット７２の検出信号（電流値）がＮ極（Ｓ極）マグネット７２を検出した検出電流のピーク値とＮ極（Ｓ極）マグネット７２を検出しない無電流（０）との間で正弦波となる。その場合、回転センサのホール素子７３は初期時、実線で示す正弦波の電流値を出力するが、比較的長い時間が経過すると回転センサの経年変化（マグネット７２の磁力低下、ホール素子７３の感度低下等）により、一点鎖線で示す正弦波の電流値を出力するようになる。すなわち、回転センサの経年変化によりホール素子７３の検出電流値が小さくなるように変化する。しかし、回転センサが経年変化してもＮ極（Ｓ極）マグネット７２を検出しないときは、ホール素子７３の出力は無電流（０）であり、変化しない。このため、回転センサの経年変化により、検出信号の電流の正弦波が初期時の実線で示す正弦波の中心線ａと交わる時間（閾値）が時間Δｔだけずれるようになり、ホール素子７３の検出信号が回転センサの経年変化の影響を受ける。
【０００７】
また、回転ディスク７０に多数の貫通孔７１を穿設しているので、回転ディスク７０の強度を確保するためには、貫通孔７１の数をそれほど多くすることは難しい。したがって、ホール素子７３のマグネット検出信号を多くできなく、電動モータの駆動すなわちベルトテンションをきめ細かく駆動制御することにある程度制限される。
【０００８】
更に、回転ディスク７０の一面側にマグネット７２を配設し、かつ回転ディスク７０の他面側にホール素子７３を配設して、回転ディスク７０の両面でマグネット７２の検出を行っているので、ホール素子７３およびマグネット７２と回転ディスク７０とのギャップ管理が難しくなる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、経年変化の影響を抑制しつつ、マグネットと回転ディスクとのギャップ管理をより簡単にできる回転センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明に係る回転センサは、回転軸に一体回転可能に設けられた回転ディスクと、この回転ディスクの少なくとも一面側に、Ｎ極およびＳ極を交互にかつ回転ディスクと同心の円環状に隙間なく配設された所定数のマグネットと、所定位置に位置するマグネットを検出する磁気検出手段とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２の発明に係る回転センサは、前記Ｎ極およびＳ極の周方向の幅が、いずれも同じ所定角度に設定されていることを特徴としている。
更に、請求項３の発明に係る回転センサは、前記磁気検出手段が、円環状に配設された所定数のマグネットの円周方向に互いに所定間隔を置いて配設された第１および第２ホール素子からなり、これらの第１および第２ホール素子の円周方向の間隔が、互いに隣接する２つの前記マグネットの円周方向の間隔の［自然数＋（１／２）］倍に設定されていることを特徴としている。
【００１２】
更に、請求項４の発明に係る回転センサは、前記第１および第２ホール素子からの検出信号の電流の極性の切り替え回数をそれぞれカウントすることで前記回転軸の回転量を検出することを特徴としている。
更に、請求項５の発明に係る回転センサは、前記第１ホール素子のマグネットの検出信
号が前記Ｎ極および前記Ｓ極のいずれか一方から他方へ切り替わるときに、前記第２ホール素子が前記Ｎ極および前記Ｓ極のマグネットのいずれか一方を検出するとき、前記回転軸の回転方向が一方向であり、また、前記第１ホール素子のマグネットの検出が前記Ｎ極および前記Ｓ極マグネットのいずれか一方から他方へ切り替わるときに、前記第２ホール素子が前記Ｎ極および前記Ｓ極マグネットのいずれか他方を検出していると判断したときは、前記回転軸の回転方向が、前記第２ホール素子が前記Ｎ極および前記Ｓ極のマグネットのいずれか一方を検出したときの前記回転軸の回転方向の一方向と逆の多方向であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
このように構成された本発明の回転センサによれば、回転軸と一体回転する回転ディスクの一側の表面の外周縁部に、多数のＮ極のマグネットと多数のＳ極のマグネットとを交互にかつ回転ディスクと同心の円環状に配置するとともに、これらのマグネットを磁気検出手段で検出するように回転量検出手段を構成しているので、磁気検出手段の検出信号の極性切替わり点が経年変化により変化するのを抑制することができる。すなわち、磁気検出手段の検出信号に対する回転センサの経年変化の影響を抑制することができる。
【００１４】
これにより、回転軸の回転を長期にわたってほぼ一定に制御できるとともに、経年変化の影響を抑制することができるので、回転センサの信頼性を一層向上することができる。
【００１５】
また、回転ディスクに、Ｎ極のマグネットおよびＳ極のマグネットを交互にかつ等間隔に配置しているだけであることから回転ディスクに貫通孔を設けることはなく、回転ディスクの強度を確保できるので、Ｎ極およびＳ極のマグネット数をより多く配設することができる。したがって、磁気検出手段のマグネット検出信号を多くできるので、回転軸をより一層きめ細かく駆動制御することができる。
【００１６】
更に、回転ディスクの一面側のみで磁気検出手段によるマグネットの検出を行うようにすることで、磁気検出手段とマグネットとの間のギャップ管理を簡単にすることができる。これにより、回転センサによる回転軸の回転検出をより安定して行うことができる。しかも、回転ディスクの一面のみ側で磁気検出手段が回転ディスク上のマグネットを検出することから、回転軸の軸方向において回転センサをコンパクトにでき、この軸方向のスペースを小さくできる。これにより、回転センサのユニット化も容易となる。
【００１７】
また、回転ディスクの両面側から磁気検出手段によりマグネットを検出する場合には、前述の回転ディスクの一面側のみからマグネットを検出する場合の作用効果は得られないが、２つの磁気検出手段の回転軸の軸方向と直交する方向の配置がコンパクトにできる。
【００１８】
特に、本発明の回転センサによれば、互いに隣接する２つのマグネットの円周方向の間隔の［自然数＋（１／２）］倍に設定された所定間隔を置いて互いに配置された２つの第１および第２ホール素子でマグネットを検出しているので、回転軸の回転方向を効果的に検出することができる。
【００１９】
また、本発明の回転センサによれば、回転ディスクをスプールの回転軸にこのスプールと一体回転可能に支持しているので、回転センサを更に一層コンパクトに形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明にかかる回転センサが適用されたシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に切り欠いて示す図である。
【００２１】
図１に示すように、この例のシートベルトリトラクタ１はシートベルト装置に用いられるモータリトラクタとして構成されており、従来公知のモータリトラクタと同様に、コ字状のフレーム２、シートベルト３、フレーム２に回転自在に支持されてシートベルト３を巻き取るスプール４、フレーム２に支持されてスプール４を常時巻取り方向に付勢するスプリング手段５、フレーム２に支持されてスプール４を回転するための駆動手段である電動モータ６、フレーム２に支持されて電動モータ６の動力を変速してスプール４に伝達する動力伝達機構７、フレーム２に支持されてスプール４の回転量を検出する回転センサ、および回転センサ８から入力される回転量検出信号に基づいて電動モータ６を制御するコントローラ（ＣＰＵ）９をそれぞれ備えている。
【００２２】
そして、コントローラ（ＣＰＵ）９は、スプール４のベルト巻取りによるベルトテンションが前述の特許文献１に記載のシートベルト装置のようにシートベルト装置に種々設定されているベルトテンションモードのうち、車両の走行状況およびシートベルト装置の使用状況の少なくとも一方に応じて設定したベルトテンションモードのベルトテンションとなるように、回転量検出信号に基づき電動モータ６の回転方向（ベルト巻取り方向あるいはベルト引出し方向）および回転量を制御する。
【００２３】
この例の回転センサ８は、スプール４の回転軸４ａにこのスプール４と一体回転可能に支持された回転ディスク１０、フレーム２にブラケット１１により支持された磁気検出手段であるホール素子（ホールＩＣ）１２、およびフレーム２に支持されてこれらの回転ディスク１０およびホール素子１２を覆うカバー１３から構成されている。ホール素子１２はコントローラ９に電気的に接続されている。なお、ホール素子１２はカバー１３に支持することもできる。
【００２４】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、回転ディスク１０の表面の一面側には、多数のマグネット１４が回転ディスク１０の外周縁部に沿って回転ディスク１０と同心の円環状に配設されている。これらのマグネット１４は、Ｎ極マグネット１４ＮとＳ極マグネット１４Ｓとから構成され、いずれのマグネット１４Ｎ,１４Ｓも円周方向に所定角度（図示例では４°としているが、これに限定されない；以下のこの説明では、４°として説明する）の周方向幅で形成されている。そして、各マグネット１４Ｎ,１４Ｓがそれぞれ交互に隙間なく配置されている。したがって、各マグネット１４Ｎ,１４Ｓはそれぞれ周方向幅と同じ所定間隔をおいて配設されている。その場合、マグネット１４は、Ｎ極およびＳ極を周方向に交互にかつ隙間なく着磁したプラマグを回転ディスク１０に貼付することにより構成されている。なお、回転ディスク１０とマグネット１４とは一体成形で設けることもできる。
【００２５】
また、図２（ｃ）および（ｄ）に示すように、ホール素子１２は第１ホール素子１２ａと第２ホール素子１２ｂの２個、それぞれ所定位置に来た対応するマグネット１４に対向するように円環状のマグネット１４の円周方向に沿って所定間隔を置いてブラケット１１に取り付けられている。その場合、２個の第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂの円周方向の間隔は、隣接する２つのマグネット１４Ｎ,１４Ｓの円周方向の間隔（２つのマグネットの周方向中心間の距離）の［奇数＋（１／２）］倍（図示例では、３.５倍であるが、これに限定されない）に設定されている。
【００２６】
なお、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂの円周方向の間隔は、２つのマグネット１４Ｎ,１４Ｓの円周方向の間隔の［偶数＋（１／２）］倍に設定することもできる。つまり、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂの円周方向の間隔は、２つのマグネット１４Ｎ,１４Ｓの円周方向の間隔の［自然数＋（１／２）］倍に設定することもできる。以下の説明では、図２（ｃ）に示すように第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂの
円周方向の間隔が、２つのマグネット１４Ｎ,１４Ｓの円周方向の間隔の［奇数＋（１／２）］倍に設定するものとして説明する。
また、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂは回転ディスク１０上のマグネット１４との間には所定のギャップＧが形成されて配置されている。
【００２７】
そして、図３に示すように、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂはいずれもコントローラ９に電気的に接続されている。このように構成されたこの例の回転検出センサ８においては、スプール４がベルト引出し方向αに回転すると、第１ホール素子１２ａがＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか一方のマグネット１４を検出するので、図４に示すように第１ホール素子１２ａがオンして所定値以上の大きさの電流による検出信号をコントローラ９に出力する。その後、スプール４がベルト引出し方向αに更に４°回転すると、第２ホール素子１２ｂがＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか一方のマグネット１４を検出し、同様にして第２ホール素子１２ｂがオンして電流による検出信号をコントローラ９に出力する。
【００２８】
スプール４がベルト引出し方向αに更に回転すると、第１ホール素子１２ａはこの一方のマグネット１４を検出しなくなりオフとなった後、続いてＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか他方のマグネット１４を検出するので、図４に示すように第１ホール素子１２ａがオンして前述と逆極性の所定値以上の大きさの電流による検出信号をコントローラ９に出力する。すなわち、第１ホール素子１２ａからの検出信号の電流の極性が切り替わる。その後、スプール４がベルト引出し方向αに更に４°回転すると、第２ホール素子１２ｂがＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか他方のマグネット１４を検出し、同様にして第２ホール素子１２ｂがオンして前述と逆極性の電流による検出信号をコントローラ９に出力する。すなわち、第２ホール素子１２ａからの検出信号の電流の極性が切り替わる。
【００２９】
そして、コントローラ９は、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂからの検出信号の電流の極性の切り替え回数をカウントすることで、スプール４の回転量を検出する。また、スプール４がベルト引出し方向αに回転するときは、第１ホール素子１２ａからの検出信号の位相が第２ホール素子１２ｂからの検出信号の位相より４°先に進んでいる。したがって、コントローラ９は、第１ホール素子１２ａのマグネットの検出がＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか一方から他方へ切り替わるときに、第２ホール素子１２ｂがＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか一方を検出していると判断したときは、スプール４の回転方向がベルト引出し方向αであると判断する。
【００３０】
また、スプール４がベルト巻取り方向βに回転するときは、第２ホール素子１２ｂからの検出信号の位相が第１ホール素子１２ａからの検出信号の位相より４°先に進んでいる。したがって、コントローラ９は、第１ホール素子１２ａのマグネットの検出がＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか一方から他方へ切り替わるときに、第２ホール素子１２ｂがＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか他方を検出していると判断したときは、スプール４の回転方向がベルト巻取り方向βであると判断する。
【００３１】
なお、この例では、各マグネット１４Ｎ,１４Ｓの周方向幅が４°であるとしているが、２つの第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂによるスプール４の回転方向の検出は、各マグネット１４Ｎ,１４Ｓの周方向幅を前述の４°の半分の２°程度まで小さく設定し、この２°の角度を第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂで検出して、それらの検出値の差から演算して求めることもできる。
【００３２】
このように構成されたこの例の回転センサ８においては、図５に示すように、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂのいずれのホール素子１２のマグネット１４の検出信号（電流値）がＮ極マグネット１４Ｎの検出電流のピーク値とＳ極マグネット１４Ｓの検出電流のピーク値との間で正弦波となる。その場合、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂは初期時、実線で示す正弦波の電流値を出力するが、比較的長い時間が経過すると回転センサの経年変化（マグネット１４の磁力低下、ホール素子１２の感度低下等）により、一点鎖線で示す正弦波の電流値を出力するようになる。すなわち、回転センサの経年変化により第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂの電流値が小さくなる。しかし、コントローラ９がカウントする検出信号の電流の極性の切り替わる時間（閾値）は変化しない。つまり、回転センサ８が経年変化しても、検出信号の電流の正弦波が初期時の実線で示す正弦波の中心線ａと交わる時間（閾値）は初期時と同じであり、変化しない。
【００３３】
このように構成されたこの例の回転センサ８およびこれを備えたシートベルトリトラクタ１によれば、スプール４と一体回転する回転ディスク１０の一側の表面の外周縁部に、多数のＮ極のマグネット１４Ｎと多数のＳ極のマグネット１４Ｓとを交互に円環状に配置するとともに、これらのマグネット１４を第１ホール素子１２ａあるいは第２ホール素子１２ｂで検出するように回転センサ８を構成しているので、コントローラ９がカウントするホール素子１２の検出信号の極性切替わり点が経年変化により変化するのを抑制することができる。すなわち、ホール素子１２の検出信号に対する回転センサ８の経年変化の影響を抑制することができる。
【００３４】
これにより、電動モータ９の駆動を長期にわたってほぼ一定に制御でき、シートベルトリトラクタ１に設定されている前述の種々のベルトテンションモードの設定タイミングを安定させかつより一層高度にさせることができる。しかも、経年変化による回転センサ８への影響を抑制することができるので、回転センサ８の信頼性を一層向上することができる。
【００３５】
また、互いに所定間隔を置いて配置された２つの第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂでマグネット１４を検出しているので、スプール４の回転方向がベルト引出し方向αおよびベルト巻取り方向βのいずれかであることを効果的に検出することができる。
【００３６】
更に、回転ディスク１０に、Ｎ極およびＳ極を交互にかつ等間隔に配置して着磁したプラマグを貼付しているだけであることから回転ディスク１４の強度を確保できるので、Ｎ極およびＳ極のマグネット数をより多く配設することができる。したがって、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂのマグネット検出信号を多くできるので、電動モータ９をより一層きめ細かく駆動制御することができる。これにより、ベルトテンションもより一層きめ細かく制御することができるので、種々のベルトテンションモードをより効果的にかつより緻密に設定することができる。
【００３７】
更に、回転ディスク１０の一面側でホール素子１２によるマグネット１４の検出を行っているので、ホール素子１２とマグネット１４とのギャップ管理を簡単にすることができる。これにより、回転センサ８によるスプール４の回転検出をより安定して行うことができる。しかも、回転ディスク１０の一面側でホール素子１２が回転ディスク１０上のマグネット１４を検出することから、スプール４の軸方向におけるシートベルトリトラクタ１をコンパクトにでき、この軸方向のスペースを小さくできる。しかも、回転ディスク１０をスプール４の回転軸４ａにこのスプール４と一体回転可能に支持しているので、シートベルトリトラクタ１を更に一層コンパクトに形成することができる。これにより、回転センサ８のユニット化も容易となる。
【００３８】
なお、前述の例では、マグネット１４、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂを回
転ディスク１０の一面側のみに設けて、マグネットの検出を回転ディスク１０の一面側のみから行うようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、回転ディスク１０の両面からマグネット１４を検出するようにすることもできる。その場合、円環状に配置されたマグネット１４を回転ディスク１０の両面に、この回転ディスク１０と同心に設けることが望ましい。このように、回転ディスク１０の両面からマグネット１４を検出する場合には、回転ディスク１０の一面側にマグネット１４と回転ディスク１０の他面側にマグネット１４とを同位相で設ける（両面のマグネットが互いに対向しかつ互いに対向するマグネットがともに同じ極性）かあるいはマグネット１４の周方向幅（図示例では４°）だけ円周方向に位相をずらして設ける（両面のマグネットが互いに対向しかつ対向するマグネットが互いに逆極性）とともに、両面側にそれぞれ設けられる第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂを、それぞれ、互いに円周方向に位相をマグネット１４の周方向幅（図示例では４°）以外の大きさ（望ましくは、周方向幅の「（０または自然数）＋（１／２）」倍）（図示例では、≠［４の倍数］°）だけずらして配設する。あるいは、回転ディスク１０の一面側のマグネット１４と回転ディスク１０の他面側のマグネット１４とをそれぞれ、互いに円周方向に位相をマグネット１４の周方向幅（図示例では４°）以外の大きさ（望ましくは、周方向幅の「（０または自然数）＋（１／２）」倍）（図示例では、≠［４の倍数］°）ずらして設けるとともに、両面側にそれぞれ設けられる第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂを、それぞれ、互いに対向するように配設する。
【００３９】
このように、回転ディスク１０の両面側からマグネット１４を検出する場合には、前述の回転ディスク１０の一面側からマグネット１４を検出する場合の作用効果は得られないが、２つのホール素子のスプール４の軸方向と直交する方向の配置がコンパクトにできる。
また、前述の例では、互いに隣接するマグネット１４を円周方向に隙間なく配置するものとしているが、互いに隣接するマグネット１４の間に円周方向に隙間を設けて配置することもできる。その場合には、マグネット１４の周方向の配置間隔と、マグネット１４の周方向幅とは異なる。
【００４０】
この例の回転センサ８を備えるシートベルトリトラクタ１は、従来公知のシートベルト装置に用いられているシートベルトリトラクタ１に適用することができる。この例のシートベルトリトラクタ１が適用されるシートベルト装置としては、例えば図６に示すように車体に固定されたシートベルトリトラクタ１、このシートベルトリトラクタ１から引き出されるとともに先端のベルトアンカー３ａが車体の床あるいは車両シート１５に固定されるシートベルト３、シートベルトリトラクタ１から引き出されたシートベルト３を乗員のショルダーの方へガイドするガイドアンカー１６、このガイドアンカー１６からガイドされてきたシートベルト３に摺動自在に支持されたタング１７、車体の床あるいは車両シート１５に固定されかつタング１７が係脱可能に挿入係合されるバックル１８から構成されるシートベルト装置１９がある。
【００４１】
このように、この例のシートベルトリトラクタ１をシートベルト装置１９に適用することで、乗員をシートベルト３で、長期にわたりかつ車両走行状況およびシートベルト装置１９の使用状況等に応じて効率よく拘束することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の回転センサは、回転軸の回転量を検出する回転センサに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は本発明にかかる回転センサを備えるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に切り欠いて示す図である。
【図２】図１に示す例の回転検出センサを示し、（ａ）は回転ディスクを示す図、（ｂ）は（ａ）におけるIIB−IIB線に沿う断面図、（ｃ）はマグネットとホール素子との関係を示す図、（ｄ）は（ｃ）におけるIID−IID線に沿う断面図である。
【図３】図１に示す例のホール素子とコントローラとの電気接続を示す図である。
【図４】図１に示す例のホール素子ホール素子によるマグネットの検出を示す図である。
【図５】図１に示す例のホール素子によるマグネット検出の電流値の経年変化を説明する図である。
【図６】図１に示す例のシートベルトリトラクタが適用されたシートベルト装置の一例を示す図である。
【図７】従来例のシートベルトリトラクタにおける回転検出センサを示し、（ａ）は回転ディスクを示す図、（ｂ）は（ａ）におけるVIIB−VIIB線に沿う断面図、（ｃ）はマグネットとホール素子との関係を示す図、（ｄ）は（ｃ）におけるVIID−VIID線に沿う断面図である。
【図８】図７に示す従来例のホール素子によるマグネット検出の電流値の経年変化を説明する図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…シートベルトリトラクタ、３…シートベルト、４…スプール、６…電動モータ、８…回転センサ、９…コントローラ（ＣＰＵ）、１０…回転ディスク、１２…ホール素子（ホールＩＣ）、１２ａ…第１ホール素子、１２ｂ…第２ホール素子、１４…マグネット、１４Ｎ…Ｎ極マグネット、１４Ｓ…Ｓ極マグネット、１７…タング、１８…バックル、１９…シートベルト装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の回転量を検出する回転センサの技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から自動車等の車両に装備されているシートベルト装置は、車両衝突時等の緊急時に、シートベルトで乗員を拘束することにより乗員のシートからの飛び出しを阻止し、乗員を保護している。このようなシートベルト装置においては、シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタを備えている。このシートベルトリトラクタでは、シートベルトは非装着時にはスプールに巻き取られているが、装着時には引き出されて乗員に装着される。そして、前述のような緊急時にシートベルトリトラクタのロック手段が作動してスプールのベルト引出方向の回転を阻止することにより、シートベルトの引出しが阻止される。これにより、緊急時にシートベルトは乗員を拘束し、保護するようになる。
【０００３】
従来のシートベルト装置には、車両の走行状況およびシートベルト装置の使用状況等に応じて種々のベルトテンションモードが設定されているとともに、シートベルトリトラクタとしてシートベルトを巻き取るスプールをモータの動力で回転させるモータリトラクタを備えたシートベルト装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示のシートベルトリトラクタは、車両の走行状況およびシートベルト装置の使用状況等に応じて設定したベルトテンションモードのベルトテンションとなるように、コントローラが駆動手段である電動モータを駆動制御してスプールのベルト巻取りおよびベルト引出しを制御している。
【０００４】
ところで、コントローラが電動モータの駆動を制御することでスプールのベルト巻取りおよびベルト引出しを制御するためには、スプールの回転量および回転方向を検出する必要がある。そこで、スプールの回転量および回転方向を検出する回転センサとして、スプールの回転軸にこのスプールと一体回転可能に支持された回転ディスクと、マグネットと、このマグネットを検出することで回転ディスクの回転を検出するホール素子（ホールＩＣ）とからなる回転センサを備えるとともに、この回転センサにより検出されたスプールの回転量に基づいて電動モータを制御するようにしたシートベルトリトラクタが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
この特許文献２に開示の回転センサは、図７（ａ）および（ｂ）に示すように回転ディスク７０の外周縁部に沿って多数の貫通孔７１が周方向に等間隔を置いて穿設されているとともに、図７（ｃ）および（ｄ）に示すように回転ディスク７０の一面側で所定位置の貫通孔７１に対向する位置にＮ極（またはＳ極）のマグネット７２が設けられ、更に回転ディスク７０の他面側で所定位置の貫通孔７１に対向する位置にマグネット７２を検出するホール素子７３が配置されている。そして、スプールが回転するにともなって回転ディスクがベルト引出し方向αあるいはベルト巻取り方向βに回転することで、ホール素子７３は、貫通孔７１が所定位置に来たとき貫通孔７１を通してマグネット７２を検出し、また回転ディスク７０の貫通孔７１以外の部分７４が所定位置に来てマグネット７２が遮蔽されたときマグネット７２を検出しない。このホール素子７３によるマグネット７２の検出および非検出の繰返しにより、ホール素子７３が出力する電流値が周期的に変化するので、この電流値の周期的変化をカウントすることにより、スプールの回転量が検出される。
【特許文献１】特開２００５−２７１９１７号公報。
【特許文献２】特開２００５−２９７７８１号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この従来の回転センサにおいては、図８に示すようにホール素子７３のマグネット７２の検出信号（電流値）がＮ極（Ｓ極）マグネット７２を検出した検出電流のピーク値とＮ極（Ｓ極）マグネット７２を検出しない無電流（０）との間で正弦波となる。その場合、回転センサのホール素子７３は初期時、実線で示す正弦波の電流値を出力するが、比較的長い時間が経過すると回転センサの経年変化（マグネット７２の磁力低下、ホール素子７３の感度低下等）により、一点鎖線で示す正弦波の電流値を出力するようになる。すなわち、回転センサの経年変化によりホール素子７３の検出電流値が小さくなるように変化する。しかし、回転センサが経年変化してもＮ極（Ｓ極）マグネット７２を検出しないときは、ホール素子７３の出力は無電流（０）であり、変化しない。このため、回転センサの経年変化により、検出信号の電流の正弦波が初期時の実線で示す正弦波の中心線ａと交わる時間（閾値）が時間Δｔだけずれるようになり、ホール素子７３の検出信号が回転センサの経年変化の影響を受ける。
【０００７】
また、回転ディスク７０に多数の貫通孔７１を穿設しているので、回転ディスク７０の強度を確保するためには、貫通孔７１の数をそれほど多くすることは難しい。したがって、ホール素子７３のマグネット検出信号を多くできなく、電動モータの駆動すなわちベルトテンションをきめ細かく駆動制御することにある程度制限される。
【０００８】
更に、回転ディスク７０の一面側にマグネット７２を配設し、かつ回転ディスク７０の他面側にホール素子７３を配設して、回転ディスク７０の両面でマグネット７２の検出を行っているので、ホール素子７３およびマグネット７２と回転ディスク７０とのギャップ管理が難しくなる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、経年変化の影響を抑制しつつ、マグネットと回転ディスクとのギャップ管理をより簡単にできる回転センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明に係る回転センサは、回転軸に一体回転可能に設けられた回転ディスクと、この回転ディスクの少なくとも一面側に、Ｎ極およびＳ極を交互にかつ回転ディスクと同心の円環状に隙間なく配設された所定数のマグネットと、所定位置に位置するマグネットを検出する磁気検出手段とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２の発明に係る回転センサは、前記Ｎ極およびＳ極の周方向の幅が、いずれも同じ所定角度に設定されていることを特徴としている。
更に、請求項３の発明に係る回転センサは、前記磁気検出手段が、円環状に配設された所定数のマグネットの円周方向に互いに所定間隔を置いて配設された第１および第２ホール素子からなり、これらの第１および第２ホール素子の円周方向の間隔が、互いに隣接する２つの前記マグネットの円周方向の間隔の［自然数＋（１／２）］倍に設定されていることを特徴としている。
【００１２】
更に、請求項４の発明に係る回転センサは、前記第１および第２ホール素子からの検出信号の電流の極性の切り替え回数をそれぞれカウントすることで前記回転軸の回転量を検出することを特徴としている。
更に、請求項５の発明に係る回転センサは、前記第１ホール素子のマグネットの検出信
号が前記Ｎ極および前記Ｓ極のいずれか一方から他方へ切り替わるときに、前記第２ホール素子が前記Ｎ極および前記Ｓ極のマグネットのいずれか一方を検出するとき、前記回転軸の回転方向が一方向であり、また、前記第１ホール素子のマグネットの検出が前記Ｎ極および前記Ｓ極マグネットのいずれか一方から他方へ切り替わるときに、前記第２ホール素子が前記Ｎ極および前記Ｓ極マグネットのいずれか他方を検出していると判断したときは、前記回転軸の回転方向が、前記第２ホール素子が前記Ｎ極および前記Ｓ極のマグネットのいずれか一方を検出したときの前記回転軸の回転方向の一方向と逆の多方向であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
このように構成された本発明の回転センサによれば、回転軸と一体回転する回転ディスクの一側の表面の外周縁部に、多数のＮ極のマグネットと多数のＳ極のマグネットとを交互にかつ回転ディスクと同心の円環状に配置するとともに、これらのマグネットを磁気検出手段で検出するように回転量検出手段を構成しているので、磁気検出手段の検出信号の極性切替わり点が経年変化により変化するのを抑制することができる。すなわち、磁気検出手段の検出信号に対する回転センサの経年変化の影響を抑制することができる。
【００１４】
これにより、回転軸の回転を長期にわたってほぼ一定に制御できるとともに、経年変化の影響を抑制することができるので、回転センサの信頼性を一層向上することができる。
【００１５】
また、回転ディスクに、Ｎ極のマグネットおよびＳ極のマグネットを交互にかつ等間隔に配置しているだけであることから回転ディスクに貫通孔を設けることはなく、回転ディスクの強度を確保できるので、Ｎ極およびＳ極のマグネット数をより多く配設することができる。したがって、磁気検出手段のマグネット検出信号を多くできるので、回転軸をより一層きめ細かく駆動制御することができる。
【００１６】
更に、回転ディスクの一面側のみで磁気検出手段によるマグネットの検出を行うようにすることで、磁気検出手段とマグネットとの間のギャップ管理を簡単にすることができる。これにより、回転センサによる回転軸の回転検出をより安定して行うことができる。しかも、回転ディスクの一面のみ側で磁気検出手段が回転ディスク上のマグネットを検出することから、回転軸の軸方向において回転センサをコンパクトにでき、この軸方向のスペースを小さくできる。これにより、回転センサのユニット化も容易となる。
【００１７】
また、回転ディスクの両面側から磁気検出手段によりマグネットを検出する場合には、前述の回転ディスクの一面側のみからマグネットを検出する場合の作用効果は得られないが、２つの磁気検出手段の回転軸の軸方向と直交する方向の配置がコンパクトにできる。
【００１８】
特に、本発明の回転センサによれば、互いに隣接する２つのマグネットの円周方向の間隔の［自然数＋（１／２）］倍に設定された所定間隔を置いて互いに配置された２つの第１および第２ホール素子でマグネットを検出しているので、回転軸の回転方向を効果的に検出することができる。
【００１９】
また、本発明の回転センサによれば、回転ディスクをスプールの回転軸にこのスプールと一体回転可能に支持しているので、回転センサを更に一層コンパクトに形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明にかかる回転センサが適用されたシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に切り欠いて示す図である。
【００２１】
図１に示すように、この例のシートベルトリトラクタ１はシートベルト装置に用いられるモータリトラクタとして構成されており、従来公知のモータリトラクタと同様に、コ字状のフレーム２、シートベルト３、フレーム２に回転自在に支持されてシートベルト３を巻き取るスプール４、フレーム２に支持されてスプール４を常時巻取り方向に付勢するスプリング手段５、フレーム２に支持されてスプール４を回転するための駆動手段である電動モータ６、フレーム２に支持されて電動モータ６の動力を変速してスプール４に伝達する動力伝達機構７、フレーム２に支持されてスプール４の回転量を検出する回転センサ、および回転センサ８から入力される回転量検出信号に基づいて電動モータ６を制御するコントローラ（ＣＰＵ）９をそれぞれ備えている。
【００２２】
そして、コントローラ（ＣＰＵ）９は、スプール４のベルト巻取りによるベルトテンションが前述の特許文献１に記載のシートベルト装置のようにシートベルト装置に種々設定されているベルトテンションモードのうち、車両の走行状況およびシートベルト装置の使用状況の少なくとも一方に応じて設定したベルトテンションモードのベルトテンションとなるように、回転量検出信号に基づき電動モータ６の回転方向（ベルト巻取り方向あるいはベルト引出し方向）および回転量を制御する。
【００２３】
この例の回転センサ８は、スプール４の回転軸４ａにこのスプール４と一体回転可能に支持された回転ディスク１０、フレーム２にブラケット１１により支持された磁気検出手段であるホール素子（ホールＩＣ）１２、およびフレーム２に支持されてこれらの回転ディスク１０およびホール素子１２を覆うカバー１３から構成されている。ホール素子１２はコントローラ９に電気的に接続されている。なお、ホール素子１２はカバー１３に支持することもできる。
【００２４】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、回転ディスク１０の表面の一面側には、多数のマグネット１４が回転ディスク１０の外周縁部に沿って回転ディスク１０と同心の円環状に配設されている。これらのマグネット１４は、Ｎ極マグネット１４ＮとＳ極マグネット１４Ｓとから構成され、いずれのマグネット１４Ｎ,１４Ｓも円周方向に所定角度（図示例では４°としているが、これに限定されない；以下のこの説明では、４°として説明する）の周方向幅で形成されている。そして、各マグネット１４Ｎ,１４Ｓがそれぞれ交互に隙間なく配置されている。したがって、各マグネット１４Ｎ,１４Ｓはそれぞれ周方向幅と同じ所定間隔をおいて配設されている。その場合、マグネット１４は、Ｎ極およびＳ極を周方向に交互にかつ隙間なく着磁したプラマグを回転ディスク１０に貼付することにより構成されている。なお、回転ディスク１０とマグネット１４とは一体成形で設けることもできる。
【００２５】
また、図２（ｃ）および（ｄ）に示すように、ホール素子１２は第１ホール素子１２ａと第２ホール素子１２ｂの２個、それぞれ所定位置に来た対応するマグネット１４に対向するように円環状のマグネット１４の円周方向に沿って所定間隔を置いてブラケット１１に取り付けられている。その場合、２個の第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂの円周方向の間隔は、隣接する２つのマグネット１４Ｎ,１４Ｓの円周方向の間隔（２つのマグネットの周方向中心間の距離）の［奇数＋（１／２）］倍（図示例では、３.５倍であるが、これに限定されない）に設定されている。
【００２６】
なお、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂの円周方向の間隔は、２つのマグネット１４Ｎ,１４Ｓの円周方向の間隔の［偶数＋（１／２）］倍に設定することもできる。つまり、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂの円周方向の間隔は、２つのマグネット１４Ｎ,１４Ｓの円周方向の間隔の［自然数＋（１／２）］倍に設定することもできる。以下の説明では、図２（ｃ）に示すように第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂの
円周方向の間隔が、２つのマグネット１４Ｎ,１４Ｓの円周方向の間隔の［奇数＋（１／２）］倍に設定するものとして説明する。
また、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂは回転ディスク１０上のマグネット１４との間には所定のギャップＧが形成されて配置されている。
【００２７】
そして、図３に示すように、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂはいずれもコントローラ９に電気的に接続されている。このように構成されたこの例の回転検出センサ８においては、スプール４がベルト引出し方向αに回転すると、第１ホール素子１２ａがＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか一方のマグネット１４を検出するので、図４に示すように第１ホール素子１２ａがオンして所定値以上の大きさの電流による検出信号をコントローラ９に出力する。その後、スプール４がベルト引出し方向αに更に４°回転すると、第２ホール素子１２ｂがＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか一方のマグネット１４を検出し、同様にして第２ホール素子１２ｂがオンして電流による検出信号をコントローラ９に出力する。
【００２８】
スプール４がベルト引出し方向αに更に回転すると、第１ホール素子１２ａはこの一方のマグネット１４を検出しなくなりオフとなった後、続いてＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか他方のマグネット１４を検出するので、図４に示すように第１ホール素子１２ａがオンして前述と逆極性の所定値以上の大きさの電流による検出信号をコントローラ９に出力する。すなわち、第１ホール素子１２ａからの検出信号の電流の極性が切り替わる。その後、スプール４がベルト引出し方向αに更に４°回転すると、第２ホール素子１２ｂがＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか他方のマグネット１４を検出し、同様にして第２ホール素子１２ｂがオンして前述と逆極性の電流による検出信号をコントローラ９に出力する。すなわち、第２ホール素子１２ａからの検出信号の電流の極性が切り替わる。
【００２９】
そして、コントローラ９は、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂからの検出信号の電流の極性の切り替え回数をカウントすることで、スプール４の回転量を検出する。また、スプール４がベルト引出し方向αに回転するときは、第１ホール素子１２ａからの検出信号の位相が第２ホール素子１２ｂからの検出信号の位相より４°先に進んでいる。したがって、コントローラ９は、第１ホール素子１２ａのマグネットの検出がＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか一方から他方へ切り替わるときに、第２ホール素子１２ｂがＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか一方を検出していると判断したときは、スプール４の回転方向がベルト引出し方向αであると判断する。
【００３０】
また、スプール４がベルト巻取り方向βに回転するときは、第２ホール素子１２ｂからの検出信号の位相が第１ホール素子１２ａからの検出信号の位相より４°先に進んでいる。したがって、コントローラ９は、第１ホール素子１２ａのマグネットの検出がＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか一方から他方へ切り替わるときに、第２ホール素子１２ｂがＮ極マグネット１４ＮおよびＳ極マグネット１４Ｓのいずれか他方を検出していると判断したときは、スプール４の回転方向がベルト巻取り方向βであると判断する。
【００３１】
なお、この例では、各マグネット１４Ｎ,１４Ｓの周方向幅が４°であるとしているが、２つの第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂによるスプール４の回転方向の検出は、各マグネット１４Ｎ,１４Ｓの周方向幅を前述の４°の半分の２°程度まで小さく設定し、この２°の角度を第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂで検出して、それらの検出値の差から演算して求めることもできる。
【００３２】
このように構成されたこの例の回転センサ８においては、図５に示すように、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂのいずれのホール素子１２のマグネット１４の検出信号（電流値）がＮ極マグネット１４Ｎの検出電流のピーク値とＳ極マグネット１４Ｓの検出電流のピーク値との間で正弦波となる。その場合、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂは初期時、実線で示す正弦波の電流値を出力するが、比較的長い時間が経過すると回転センサの経年変化（マグネット１４の磁力低下、ホール素子１２の感度低下等）により、一点鎖線で示す正弦波の電流値を出力するようになる。すなわち、回転センサの経年変化により第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂの電流値が小さくなる。しかし、コントローラ９がカウントする検出信号の電流の極性の切り替わる時間（閾値）は変化しない。つまり、回転センサ８が経年変化しても、検出信号の電流の正弦波が初期時の実線で示す正弦波の中心線ａと交わる時間（閾値）は初期時と同じであり、変化しない。
【００３３】
このように構成されたこの例の回転センサ８およびこれを備えたシートベルトリトラクタ１によれば、スプール４と一体回転する回転ディスク１０の一側の表面の外周縁部に、多数のＮ極のマグネット１４Ｎと多数のＳ極のマグネット１４Ｓとを交互に円環状に配置するとともに、これらのマグネット１４を第１ホール素子１２ａあるいは第２ホール素子１２ｂで検出するように回転センサ８を構成しているので、コントローラ９がカウントするホール素子１２の検出信号の極性切替わり点が経年変化により変化するのを抑制することができる。すなわち、ホール素子１２の検出信号に対する回転センサ８の経年変化の影響を抑制することができる。
【００３４】
これにより、電動モータ９の駆動を長期にわたってほぼ一定に制御でき、シートベルトリトラクタ１に設定されている前述の種々のベルトテンションモードの設定タイミングを安定させかつより一層高度にさせることができる。しかも、経年変化による回転センサ８への影響を抑制することができるので、回転センサ８の信頼性を一層向上することができる。
【００３５】
また、互いに所定間隔を置いて配置された２つの第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂでマグネット１４を検出しているので、スプール４の回転方向がベルト引出し方向αおよびベルト巻取り方向βのいずれかであることを効果的に検出することができる。
【００３６】
更に、回転ディスク１０に、Ｎ極およびＳ極を交互にかつ等間隔に配置して着磁したプラマグを貼付しているだけであることから回転ディスク１４の強度を確保できるので、Ｎ極およびＳ極のマグネット数をより多く配設することができる。したがって、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂのマグネット検出信号を多くできるので、電動モータ９をより一層きめ細かく駆動制御することができる。これにより、ベルトテンションもより一層きめ細かく制御することができるので、種々のベルトテンションモードをより効果的にかつより緻密に設定することができる。
【００３７】
更に、回転ディスク１０の一面側でホール素子１２によるマグネット１４の検出を行っているので、ホール素子１２とマグネット１４とのギャップ管理を簡単にすることができる。これにより、回転センサ８によるスプール４の回転検出をより安定して行うことができる。しかも、回転ディスク１０の一面側でホール素子１２が回転ディスク１０上のマグネット１４を検出することから、スプール４の軸方向におけるシートベルトリトラクタ１をコンパクトにでき、この軸方向のスペースを小さくできる。しかも、回転ディスク１０をスプール４の回転軸４ａにこのスプール４と一体回転可能に支持しているので、シートベルトリトラクタ１を更に一層コンパクトに形成することができる。これにより、回転センサ８のユニット化も容易となる。
【００３８】
なお、前述の例では、マグネット１４、第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂを回
転ディスク１０の一面側のみに設けて、マグネットの検出を回転ディスク１０の一面側のみから行うようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、回転ディスク１０の両面からマグネット１４を検出するようにすることもできる。その場合、円環状に配置されたマグネット１４を回転ディスク１０の両面に、この回転ディスク１０と同心に設けることが望ましい。このように、回転ディスク１０の両面からマグネット１４を検出する場合には、回転ディスク１０の一面側にマグネット１４と回転ディスク１０の他面側にマグネット１４とを同位相で設ける（両面のマグネットが互いに対向しかつ互いに対向するマグネットがともに同じ極性）かあるいはマグネット１４の周方向幅（図示例では４°）だけ円周方向に位相をずらして設ける（両面のマグネットが互いに対向しかつ対向するマグネットが互いに逆極性）とともに、両面側にそれぞれ設けられる第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂを、それぞれ、互いに円周方向に位相をマグネット１４の周方向幅（図示例では４°）以外の大きさ（望ましくは、周方向幅の「（０または自然数）＋（１／２）」倍）（図示例では、≠［４の倍数］°）だけずらして配設する。あるいは、回転ディスク１０の一面側のマグネット１４と回転ディスク１０の他面側のマグネット１４とをそれぞれ、互いに円周方向に位相をマグネット１４の周方向幅（図示例では４°）以外の大きさ（望ましくは、周方向幅の「（０または自然数）＋（１／２）」倍）（図示例では、≠［４の倍数］°）ずらして設けるとともに、両面側にそれぞれ設けられる第１および第２ホール素子１２ａ,１２ｂを、それぞれ、互いに対向するように配設する。
【００３９】
このように、回転ディスク１０の両面側からマグネット１４を検出する場合には、前述の回転ディスク１０の一面側からマグネット１４を検出する場合の作用効果は得られないが、２つのホール素子のスプール４の軸方向と直交する方向の配置がコンパクトにできる。
また、前述の例では、互いに隣接するマグネット１４を円周方向に隙間なく配置するものとしているが、互いに隣接するマグネット１４の間に円周方向に隙間を設けて配置することもできる。その場合には、マグネット１４の周方向の配置間隔と、マグネット１４の周方向幅とは異なる。
【００４０】
この例の回転センサ８を備えるシートベルトリトラクタ１は、従来公知のシートベルト装置に用いられているシートベルトリトラクタ１に適用することができる。この例のシートベルトリトラクタ１が適用されるシートベルト装置としては、例えば図６に示すように車体に固定されたシートベルトリトラクタ１、このシートベルトリトラクタ１から引き出されるとともに先端のベルトアンカー３ａが車体の床あるいは車両シート１５に固定されるシートベルト３、シートベルトリトラクタ１から引き出されたシートベルト３を乗員のショルダーの方へガイドするガイドアンカー１６、このガイドアンカー１６からガイドされてきたシートベルト３に摺動自在に支持されたタング１７、車体の床あるいは車両シート１５に固定されかつタング１７が係脱可能に挿入係合されるバックル１８から構成されるシートベルト装置１９がある。
【００４１】
このように、この例のシートベルトリトラクタ１をシートベルト装置１９に適用することで、乗員をシートベルト３で、長期にわたりかつ車両走行状況およびシートベルト装置１９の使用状況等に応じて効率よく拘束することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の回転センサは、回転軸の回転量を検出する回転センサに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は本発明にかかる回転センサを備えるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に切り欠いて示す図である。
【図２】図１に示す例の回転検出センサを示し、（ａ）は回転ディスクを示す図、（ｂ）は（ａ）におけるIIB−IIB線に沿う断面図、（ｃ）はマグネットとホール素子との関係を示す図、（ｄ）は（ｃ）におけるIID−IID線に沿う断面図である。
【図３】図１に示す例のホール素子とコントローラとの電気接続を示す図である。
【図４】図１に示す例のホール素子ホール素子によるマグネットの検出を示す図である。
【図５】図１に示す例のホール素子によるマグネット検出の電流値の経年変化を説明する図である。
【図６】図１に示す例のシートベルトリトラクタが適用されたシートベルト装置の一例を示す図である。
【図７】従来例のシートベルトリトラクタにおける回転検出センサを示し、（ａ）は回転ディスクを示す図、（ｂ）は（ａ）におけるVIIB−VIIB線に沿う断面図、（ｃ）はマグネットとホール素子との関係を示す図、（ｄ）は（ｃ）におけるVIID−VIID線に沿う断面図である。
【図８】図７に示す従来例のホール素子によるマグネット検出の電流値の経年変化を説明する図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…シートベルトリトラクタ、３…シートベルト、４…スプール、６…電動モータ、８…回転センサ、９…コントローラ（ＣＰＵ）、１０…回転ディスク、１２…ホール素子（ホールＩＣ）、１２ａ…第１ホール素子、１２ｂ…第２ホール素子、１４…マグネット、１４Ｎ…Ｎ極マグネット、１４Ｓ…Ｓ極マグネット、１７…タング、１８…バックル、１９…シートベルト装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に一体回転可能に設けられた回転ディスクと、この回転ディスクの少なくとも一面側に、Ｎ極およびＳ極を交互にかつ回転ディスクと同心の円環状に隙間なく配設された所定数のマグネットと、所定位置に位置するマグネットを検出する磁気検出手段とを備えていることを特徴とする回転センサ。
【請求項２】
前記Ｎ極およびＳ極の周方向の幅が、いずれも同じ所定角度に設定されていることを特徴とする回転センサ。
【請求項３】
前記磁気検出手段は、円環状に配設された所定数のマグネットの円周方向に互いに所定間隔を置いて配設された第１および第２ホール素子からなり、これらの第１および第２ホール素子の円周方向の間隔が、互いに隣接する２つの前記マグネットの円周方向の間隔の［自然数＋（１／２）］倍に設定されていることを特徴とする請求項２記載の回転センサ。
【請求項４】
前記第１および第２ホール素子からの検出信号の電流の極性の切り替え回数をそれぞれカウントすることで前記回転軸の回転量を検出することを特徴とする請求項３記載の回転センサ。
【請求項５】
前記第１ホール素子のマグネットの検出信号が前記Ｎ極および前記Ｓ極のいずれか一方から他方へ切り替わるときに、前記第２ホール素子が前記Ｎ極および前記Ｓ極のマグネットのいずれか一方を検出するとき、前記回転軸の回転方向が一方向であり、また、前記第１ホール素子のマグネットの検出が前記Ｎ極および前記Ｓ極マグネットのいずれか一方から他方へ切り替わるときに、前記第２ホール素子が前記Ｎ極および前記Ｓ極マグネットのいずれか他方を検出していると判断したときは、前記回転軸の回転方向が、前記第２ホール素子が前記Ｎ極および前記Ｓ極のマグネットのいずれか一方を検出したときの前記回転軸の回転方向の一方向と逆の多方向であることを特徴とする請求項３または４記載の回転センサ。
【請求項１】
回転軸に一体回転可能に設けられた回転ディスクと、この回転ディスクの少なくとも一面側に、Ｎ極およびＳ極を交互にかつ回転ディスクと同心の円環状に隙間なく配設された所定数のマグネットと、所定位置に位置するマグネットを検出する磁気検出手段とを備えていることを特徴とする回転センサ。
【請求項２】
前記Ｎ極およびＳ極の周方向の幅が、いずれも同じ所定角度に設定されていることを特徴とする回転センサ。
【請求項３】
前記磁気検出手段は、円環状に配設された所定数のマグネットの円周方向に互いに所定間隔を置いて配設された第１および第２ホール素子からなり、これらの第１および第２ホール素子の円周方向の間隔が、互いに隣接する２つの前記マグネットの円周方向の間隔の［自然数＋（１／２）］倍に設定されていることを特徴とする請求項２記載の回転センサ。
【請求項４】
前記第１および第２ホール素子からの検出信号の電流の極性の切り替え回数をそれぞれカウントすることで前記回転軸の回転量を検出することを特徴とする請求項３記載の回転センサ。
【請求項５】
前記第１ホール素子のマグネットの検出信号が前記Ｎ極および前記Ｓ極のいずれか一方から他方へ切り替わるときに、前記第２ホール素子が前記Ｎ極および前記Ｓ極のマグネットのいずれか一方を検出するとき、前記回転軸の回転方向が一方向であり、また、前記第１ホール素子のマグネットの検出が前記Ｎ極および前記Ｓ極マグネットのいずれか一方から他方へ切り替わるときに、前記第２ホール素子が前記Ｎ極および前記Ｓ極マグネットのいずれか他方を検出していると判断したときは、前記回転軸の回転方向が、前記第２ホール素子が前記Ｎ極および前記Ｓ極のマグネットのいずれか一方を検出したときの前記回転軸の回転方向の一方向と逆の多方向であることを特徴とする請求項３または４記載の回転センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２７５６３６（Ｐ２００８−２７５６３６Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５８９８３（Ｐ２００８−１５８９８３）
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【分割の表示】特願２００６−１６０６０９（Ｐ２００６−１６０６０９）の分割
【原出願日】平成１８年６月９日（２００６．６．９）
【出願人】（３０６００９５８１）タカタ株式会社 (812)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【分割の表示】特願２００６−１６０６０９（Ｐ２００６−１６０６０９）の分割
【原出願日】平成１８年６月９日（２００６．６．９）
【出願人】（３０６００９５８１）タカタ株式会社 (812)
【Ｆターム（参考）】
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